基本半導(dǎo)體B2M第二代碳化硅MOSFET在DAB，CLLLC拓?fù)鋺?yīng)用中的優(yōu)勢(shì)
OBC(on-board Charger) 作為汽車充電的重要部件 一般分為 PFC 和 DC-DC兩個(gè)部分。PFC將輸入交流電壓整流成直流電壓，再通過DC-DC對(duì)電池進(jìn)行充電。
新型的OBC支持V2G，V2V等功能，要求功率的雙向傳輸。同時(shí)，OBC的輸出功率要求逐漸由3.3kW,6.6kW提高到11kW，22kW。新的這些需求也帶來對(duì)拓?fù)湫碌囊螅瑐鹘y(tǒng)的LLC拓?fù)浜苊黠@已經(jīng)不能適應(yīng)這些需求。常用的雙向隔離DC- DC變換拓?fù)渲饕须p向諧振變換器（CLLLC）和雙向有源全橋（Dual Active Bridge, DAB）。DAB電路通常只能在較窄功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩邊開關(guān)管的零電壓軟開關(guān)（Zero Voltage Switching, ZVS），且控制相對(duì)較復(fù)雜。CLLLC電路由于自身諧振網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱結(jié)構(gòu)、良好的軟開關(guān)特性，其對(duì)稱的電路結(jié)構(gòu)不僅能保證雙向運(yùn)行的一致性，正反向運(yùn)行時(shí)均能在更寬的電壓范圍和功率變換范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通和零電流關(guān)斷。此外，由于CLLLC諧振電流是正弦，其關(guān)斷損耗比電流為梯形的DAB更小，所以在工業(yè)中被廣泛使用。
CLLC拓?fù)湓贚LC拓?fù)涞幕A(chǔ)上，副邊增加了一個(gè)電容，使功率可以雙向傳輸。而CLLLC拓?fù)涞母边呍贑LLC的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)電感，使電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱。
CLLLC優(yōu)點(diǎn)：
1.高效（高于98%的峰值效率）
2.設(shè)計(jì)良好時(shí)全范圍軟開關(guān)
3.控制相對(duì)簡單（調(diào)頻，burst）
4.二次側(cè)輸出EMI小
缺點(diǎn)（大功率）：
1.更多的器件（電容）（需要通過大電流）
2.調(diào)頻范圍寬，變壓器功率密度相對(duì)低，高頻時(shí)效率下降（需按照z低開關(guān)頻率設(shè)計(jì)）
DAB拓?fù)湓诖蠊β蕡龊蠎?yīng)用較多，尤其是三相DAB可以顯著減少輸出電壓的紋波，減小輸出濾波電容的體積。
DAB優(yōu)點(diǎn)：
1.結(jié)構(gòu)簡單（諧振電感集成在變壓器中）
2.元器件少（無需多余的諧振電容）
3.三相結(jié)構(gòu)成熟度高（輸出電容小），每相電流RMS值小
4.頻率固定，對(duì)變壓器設(shè)計(jì)有利
5.分支拓?fù)涠啵蓴U(kuò)展性強(qiáng)
缺點(diǎn)：
1.由于沒有諧振腔，電流呈單調(diào)線性變化，因此關(guān)斷電流大，關(guān)斷損耗大（通過合適的調(diào)制方式和SiC MOSFET器件可以部分解決）
2.電壓不匹配時(shí)，無功電流大，輕載時(shí)軟開關(guān)受限（可通過設(shè)計(jì)和調(diào)制方式解決，但會(huì)增加控制的復(fù)雜度）
3.效率低（相對(duì)CLLC低0.5%左右）
在中小功率條件下，LLC/CLLC/CLLLC拓?fù)溆捎谄鋬?yōu)秀的效率和功率密度而成為z優(yōu)的方案之一。諧振電容的成本和體積在10-20kW功率級(jí)別時(shí)，并不算大，所以不會(huì)顯著影響OBC的價(jià)格和功率密度。
但是在大功率場合，CLLC濾波電容和諧振電容的成本越發(fā)重要。而三相DAB結(jié)構(gòu)簡單，不調(diào)頻，每相電流小，魯棒性好，可能更加適合大功率DC-DC的設(shè)計(jì)。
CLLC/CLLLC，DAB等實(shí)現(xiàn)ZVS主要和功率MOSFET的Coss、關(guān)斷速度和體二極管壓降等參數(shù)有關(guān)。Coss決定所需諧振電感儲(chǔ)能的大小，值越大越難實(shí)現(xiàn)ZVS；更快的關(guān)斷速度可以減少對(duì)儲(chǔ)能電感能量的消耗，影響體二極管的續(xù)流維持時(shí)間或者開關(guān)兩端電壓能達(dá)到的z低值；因?yàn)槔m(xù)流期間的主要損耗為體二極管的導(dǎo)通損耗。B2M跟競品比，B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小（115pF），需要的死區(qū)時(shí)間初始電流小；B2M第二代碳化硅MOSFET抗側(cè)向電流觸發(fā)寄生BJT的能力更強(qiáng)。B2M第二代碳化硅MOSFET的體二極管的Vf和trr比競品優(yōu)勢(shì)明顯。綜合來看，相對(duì)競品，在CLLC/CLLLC，DAB電源拓?fù)鋺?yīng)用中B2M第二代碳化硅MOSFET表現(xiàn)會(huì)更好.
B2M040120Z國產(chǎn)替代英飛凌IMZA120R040M1H，安森美NTH4L040N120M3S以及C3M0040120K，意法SCT040W120G3-4AG。
B2M020120Z國產(chǎn)替代英飛凌IMZA120R020M1H，安森美NTH4L022N120M3S，意法SCT015W120G3-4AG，C3M0021120K。
BASiC基本半導(dǎo)體第二代碳化硅MOSFET具有優(yōu)秀的高頻、高壓、高溫性能，是目前電力電子領(lǐng)域z受關(guān)注的寬禁帶功率半導(dǎo)體器件。在電力電子系統(tǒng)中應(yīng)用碳化硅MOSFET器件替代傳統(tǒng)硅IGBT器件，可提高功率回路開關(guān)頻率，提升系統(tǒng)效率及功率密度，降低系統(tǒng)綜合成本。
BASiC基本半導(dǎo)體第二代碳化硅MOSFET亮點(diǎn)
更低比導(dǎo)通電阻：BASiC第二代碳化硅MOSFET通過綜合優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)方案，比導(dǎo)通電阻降低約40%，產(chǎn)品性能顯著提升。
更低器件開關(guān)損耗：BASiC第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了約60%，開關(guān)損耗降低了約30%。反向傳輸電容Crss降低，提高器件的抗干擾能力，降低器件在串?dāng)_行為下誤導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)。
更高可靠性：BASiC第二代碳化硅MOSFET通過更高標(biāo)準(zhǔn)的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，產(chǎn)品可靠性表現(xiàn)出色。
更高工作結(jié)溫：BASiC第二代碳化硅MOSFET工作結(jié)溫達(dá)到175°C，提高器件高溫工作能力。
OBC(on-board Charger) 作為汽車充電的重要部件 一般分為 PFC 和 DC-DC兩個(gè)部分。PFC將輸入交流電壓整流成直流電壓，再通過DC-DC對(duì)電池進(jìn)行充電。
新型的OBC支持V2G，V2V等功能，要求功率的雙向傳輸。同時(shí)，OBC的輸出功率要求逐漸由3.3kW,6.6kW提高到11kW，22kW。新的這些需求也帶來對(duì)拓?fù)湫碌囊螅瑐鹘y(tǒng)的LLC拓?fù)浜苊黠@已經(jīng)不能適應(yīng)這些需求。常用的雙向隔離DC- DC變換拓?fù)渲饕须p向諧振變換器（CLLLC）和雙向有源全橋（Dual Active Bridge, DAB）。DAB電路通常只能在較窄功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩邊開關(guān)管的零電壓軟開關(guān)（Zero Voltage Switching, ZVS），且控制相對(duì)較復(fù)雜。CLLLC電路由于自身諧振網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱結(jié)構(gòu)、良好的軟開關(guān)特性，其對(duì)稱的電路結(jié)構(gòu)不僅能保證雙向運(yùn)行的一致性，正反向運(yùn)行時(shí)均能在更寬的電壓范圍和功率變換范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通和零電流關(guān)斷。此外，由于CLLLC諧振電流是正弦，其關(guān)斷損耗比電流為梯形的DAB更小，所以在工業(yè)中被廣泛使用。
CLLC拓?fù)湓贚LC拓?fù)涞幕A(chǔ)上，副邊增加了一個(gè)電容，使功率可以雙向傳輸。而CLLLC拓?fù)涞母边呍贑LLC的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)電感，使電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱。
CLLLC優(yōu)點(diǎn)：
1.高效（高于98%的峰值效率）
2.設(shè)計(jì)良好時(shí)全范圍軟開關(guān)
3.控制相對(duì)簡單（調(diào)頻，burst）
4.二次側(cè)輸出EMI小
缺點(diǎn)（大功率）：
1.更多的器件（電容）（需要通過大電流）
2.調(diào)頻范圍寬，變壓器功率密度相對(duì)低，高頻時(shí)效率下降（需按照z低開關(guān)頻率設(shè)計(jì)）
DAB拓?fù)湓诖蠊β蕡龊蠎?yīng)用較多，尤其是三相DAB可以顯著減少輸出電壓的紋波，減小輸出濾波電容的體積。
DAB優(yōu)點(diǎn)：
1.結(jié)構(gòu)簡單（諧振電感集成在變壓器中）
2.元器件少（無需多余的諧振電容）
3.三相結(jié)構(gòu)成熟度高（輸出電容小），每相電流RMS值小
4.頻率固定，對(duì)變壓器設(shè)計(jì)有利
5.分支拓?fù)涠啵蓴U(kuò)展性強(qiáng)
缺點(diǎn)：
1.由于沒有諧振腔，電流呈單調(diào)線性變化，因此關(guān)斷電流大，關(guān)斷損耗大（通過合適的調(diào)制方式和SiC MOSFET器件可以部分解決）
2.電壓不匹配時(shí)，無功電流大，輕載時(shí)軟開關(guān)受限（可通過設(shè)計(jì)和調(diào)制方式解決，但會(huì)增加控制的復(fù)雜度）
3.效率低（相對(duì)CLLC低0.5%左右）
在中小功率條件下，LLC/CLLC/CLLLC拓?fù)溆捎谄鋬?yōu)秀的效率和功率密度而成為z優(yōu)的方案之一。諧振電容的成本和體積在10-20kW功率級(jí)別時(shí)，并不算大，所以不會(huì)顯著影響OBC的價(jià)格和功率密度。
但是在大功率場合，CLLC濾波電容和諧振電容的成本越發(fā)重要。而三相DAB結(jié)構(gòu)簡單，不調(diào)頻，每相電流小，魯棒性好，可能更加適合大功率DC-DC的設(shè)計(jì)。
CLLC/CLLLC，DAB等實(shí)現(xiàn)ZVS主要和功率MOSFET的Coss、關(guān)斷速度和體二極管壓降等參數(shù)有關(guān)。Coss決定所需諧振電感儲(chǔ)能的大小，值越大越難實(shí)現(xiàn)ZVS；更快的關(guān)斷速度可以減少對(duì)儲(chǔ)能電感能量的消耗，影響體二極管的續(xù)流維持時(shí)間或者開關(guān)兩端電壓能達(dá)到的z低值；因?yàn)槔m(xù)流期間的主要損耗為體二極管的導(dǎo)通損耗。B2M跟競品比，B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小（115pF），需要的死區(qū)時(shí)間初始電流小；B2M第二代碳化硅MOSFET抗側(cè)向電流觸發(fā)寄生BJT的能力更強(qiáng)。B2M第二代碳化硅MOSFET的體二極管的Vf和trr比競品優(yōu)勢(shì)明顯。綜合來看，相對(duì)競品，在CLLC/CLLLC，DAB電源拓?fù)鋺?yīng)用中B2M第二代碳化硅MOSFET表現(xiàn)會(huì)更好.
B2M040120Z國產(chǎn)替代英飛凌IMZA120R040M1H，安森美NTH4L040N120M3S以及C3M0040120K，意法SCT040W120G3-4AG。
B2M020120Z國產(chǎn)替代英飛凌IMZA120R020M1H，安森美NTH4L022N120M3S，意法SCT015W120G3-4AG，C3M0021120K。
BASiC基本半導(dǎo)體第二代碳化硅MOSFET具有優(yōu)秀的高頻、高壓、高溫性能，是目前電力電子領(lǐng)域z受關(guān)注的寬禁帶功率半導(dǎo)體器件。在電力電子系統(tǒng)中應(yīng)用碳化硅MOSFET器件替代傳統(tǒng)硅IGBT器件，可提高功率回路開關(guān)頻率，提升系統(tǒng)效率及功率密度，降低系統(tǒng)綜合成本。
BASiC基本半導(dǎo)體第二代碳化硅MOSFET亮點(diǎn)
更低比導(dǎo)通電阻：BASiC第二代碳化硅MOSFET通過綜合優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)方案，比導(dǎo)通電阻降低約40%，產(chǎn)品性能顯著提升。
更低器件開關(guān)損耗：BASiC第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了約60%，開關(guān)損耗降低了約30%。反向傳輸電容Crss降低，提高器件的抗干擾能力，降低器件在串?dāng)_行為下誤導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)。
更高可靠性：BASiC第二代碳化硅MOSFET通過更高標(biāo)準(zhǔn)的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，產(chǎn)品可靠性表現(xiàn)出色。
更高工作結(jié)溫：BASiC第二代碳化硅MOSFET工作結(jié)溫達(dá)到175°C，提高器件高溫工作能力。
